藍牙

瑞昱半導體(Realtek)於2020 CES展示全方位通訊網路、多媒體及消費性電子晶片解決方案，包括省電的2.5G乙太網路解決方案(RTL8125B/RTL8156B/RTL8226B) 瑞昱第二代2.5G乙太網路解決方案耗電低(<700mW)、封裝小(6mm×6mm)、具備PCIe(RTL8125B)、USB(RTL8156B)、2500BaseX/HSGMII(RTL8226B)三種介面；主動降噪真無線藍牙耳機解決方案(RTL8773B系列)除保有聽立體聲音樂超低功耗的優勢外，更在耳機/免持模式下整合環境降噪(ENC)及混和式主動降噪(Hybrid ANC)的功能，大幅提升音效品質。此外，RTL8773B系列也支援音訊透通(Audio Pass-Through)、谷歌快速配對(Google fast paring)及語音助理等功能，協助客戶增添產品價值。 多系統營運商們(MSO)需要一個高度安全且可持續升級、開源共享的平台於實現IP化之潮流中提供優質影音服務。瑞昱半導體基於谷歌之安卓電視作業系統以及RDK聯盟所推出之RDK開源平台，推出一系列UHD機頂盒晶片方案，整合技術如多重HDR標準、最新高安條件接取(Conditional Access)以及先進數位版權管理(DRM)等技術，提供營運商們一個既多元又可靠的優質影音系統解決方案。除此之外，系列中的RTD1319/RTD1311更支援4K AV1解碼之機頂盒單晶片。該晶片亦支援華人區最重視的4K解碼技術AVS2.0，為同時支援東西方國家營運商之機頂盒解決方案。 瑞昱推出可支援人工智慧網路攝影具低功耗、高畫質、高運算效能的邊緣運算單晶片。該晶片具備本地邊緣端運算能力，無需雲端服務器協同，即可支援人形、人臉甚至多種物件同時偵測卷積神經網路(CNN)技術，且包含區域入侵、跨線警示、人員計數與移動追蹤等應用算法，是協助客戶快速導入量產的完整智慧網路攝影機解決方案。 該公司無線網路系統單晶片RTL8197F/RTL8198D/RTL8198F 內置高功率放大器，為一小尺寸、高度整合設計，並支援低功耗、高吞吐量、Wi-Fi EasyMesh等功能。 RTL8852A為瑞昱首顆802.11ax/Wi-Fi 6無線晶片，向下支援802.11ac，能強化網路的穩定性，提供高效率、高吞吐量無線網路應用，在密集環境下能支援更多用戶，同時具備新的流量控制機制，可降低功耗並延長電池壽命。高速無線上網解決方案能廣泛應用於無線路由器、網狀無線網路基地台等家用產品、無線網卡方案的機頂盒、智慧電視、智慧音箱、無線攝影機等消費性產品，得以實現智慧家居生活。 此外，推出包含物聯網控制、語音、影像功能的物聯網系列單晶片，內建語音audio codec、雙頻Wi-Fi/藍牙共存適配、LCD面板和專利式的短語音傳輸延遲功能、超低功耗可做電池供電應用、高規款支援1080p encoder的全球最小Wi-Fi IP cam單晶片。瑞昱全系列物聯網單晶片提供低功耗、小尺寸、高安全性等級，是整合全球物聯網生態系的解決方案。 RTL9075AA系列產品則是高埠數車用乙太網路交換器控制晶片，其整合100BASE-T1 PHY和1000BASE-T1 PHY，支援車用資訊娛樂和數據傳輸應用時的音頻/視頻橋接技術(AVB)，以及用於先進駕駛輔助系統(ADAS)和自動駕駛應用的時敏網絡(TSN)。RTL9075AA系列產品同時也提供了1Gbps和5Gbps SerDes接口，並且支援PCIe上的單一I/O虛擬化(SR-IOV)的技術，充份滿足先進汽車電子電機架構的需求。 瑞昱RTD2851M為4K電視主晶片，RTD2893為8K升級晶片。兩者搭配、便成為完整的8K電視解決方案，內置8K60Hz AV1、VP9及HEVC解碼器，具備HDMI2.1 12GHz 8K數據流接收功能、8K的降噪、超解像度、以及各種8K畫質處理，可直推8K120Hz的面板，操作系統支持安卓電視Q系統，並內置谷歌遠場語音。基於RTD2893/RTD2851M的成套硬軟件內配置多工AI畫質處理的軟硬體，可同時進行各種不同目的的AI運算，為2020年8K AI安卓電視的選擇。 Cortina Access電信級10千兆AnyPON SFU及超級閘道器架構方案內置10G...

美國消費性電子展(CES) 2020正式拉開序幕，會中所展示的技術/產品，向來是當年度技產業重要指標，而CES 2020開展至今短短兩天，在5G、汽車、面板等領域便已有許多亮點出現，以下便簡單整理各大廠商的重點動態。 Sony秀電動車令人驚艷 Sony可說是本屆CES展會最大亮點之一。Sony本屆並非如同外界所預期的推出手機等消費性電子產品，而是大秀電動車「Vision-S」，該原型車搭載33個感測器，同時配置360 Reality Audio技術，於前後座設置多螢幕。不過可惜的是，目前Sony官方目前尚未有量產計畫，Vision-S貌似只是概念展示車而已。 Sony在CES 2020秀出電動車Vision-S。 高通車用運算處理器終亮相 高通在CES 2020終於推出汽車運算平台「Snapdragon Ride」，其平台內包括Snapdragon Ride Safety系統單晶片(SoC)，Snapdragon Ride安全加速器(Snapdragon Ride Safety Accelerator)和Snapdragon Ride自動疊層(Snapdragon Ride Autonomous Stack)。該產品旨在通過利用其高性能、高效能硬體、產業領先的人工智慧技術，以及開創性的自動駕駛疊層以解決自動駕駛和先進駕駛輔助系統(ADAS)的複雜性， 高通車用運算平台終於亮相。 藍牙公布新一代音訊標準 真無線耳機(TWS)熱潮在這一兩年快速升溫，尤其在AirPods問世後，TWS市場更是蓬勃發展。而為讓藍牙無線耳機能有更好的音訊體驗，藍牙技術聯盟(SIG)也在CES 2020展會期間宣布推出新一代藍牙音訊技術標準「低功耗音訊LE Audio」，不但強化藍牙音訊效能、新增助聽器支援，還提供全新的音訊分享(Audio Sharing)功能。 藍牙技術聯盟公布新一代標準要提升音訊體驗。 聯發科再發天璣800搶攻5G手機市場 聯發科發布「天璣800」系列5G晶片，為中端5G智慧手機帶來旗艦級的功能、能效與體驗，致力打造新高端智慧手機。聯發科技天璣系列為高整合度的系統單晶片(SoC)，將通信、多媒體、人工智慧和影像等創新技術融合在7奈米製程的5G單晶片中。「天璣800」系列整合了聯發科技的5G數據機，相較於外掛解決方案，可顯著降低功耗，讓手機客戶輕鬆擁有省電散熱佳的優勢。首批搭載「天璣800」系列5G晶片的終端手機將於2020年上半年問市。 聯發科再推出天璣800。 英特爾全新Tiger Lake處理器問世 英特爾在展會上首次亮相和展示代號為「Tiger Lake」的最新Intel Core筆電處理器，Tiger...

隨著BlueNRG系列低功耗藍牙晶片及模組軟體堆疊Bluetooth Mesh的推出，意法半導體(ST)將在2020年1月7至10日於拉斯維加斯2020 CES消費電子展上展出透過新軟體實現藍牙Mesh網路的豐富功能。 這些展示將呈現利用意法半導體BlueNRG Mesh軟體和經過市場檢驗的低功耗藍牙無線感測器硬體平台，構建出可擴充的感測器及致動器方案，以支援智慧大樓和智慧工廠的新案例。 在CES展會期間，意法半導體將帶來一個20節點藍牙Mesh網路，包括電池供電的微型BlueNRG-Tile無線感測器節點、內建STM32L4的SensorTile.box感測器模組和感測器評估板，這些裝置能讓任何的網路節點與其他節點以及智慧型手機通訊。而這些展示將呈現低功耗電池供電感測器節點應用，包括動作感測、聲控智慧照明、接近感測、溫度和震動感測，同時突顯這些方案將在智慧大樓和工廠自動化領域具有廣泛的應用前景。邊緣運算功能節點可用於監控HVAC系統，以及網路裝置開通設定。在任何情况下，現場展出的BlueNRG-Mesh網路都能正常運行，還可以透過智慧型手機/平板電腦監控網路的運作狀况。 意法半導體的Mesh軟體和BlueNRG裝置均已通過Bluetooth SIG規範認證，不只能夠支援規範的功能，還能與其他功耗藍牙(LE)裝置協同運作。爲了進一步精簡開發過程，意法半導體打造了一整套網元行爲定義模型，例如照明、感測器、配置、運作狀况、通用開關和模板模型。 新軟體還可讓使用者創建藍牙SIG標準定義的各類Mesh網路節點，同時開通節點間的通訊功能，這些節點包括中繼節點、代理節點、低功耗節點和好友節點。此外，還可以使用通用屬性規範(Generic Attribute Profile, GATT)使節點與智慧型手機等藍牙LE裝置通訊。這些軟體堆疊不僅可以用於連接新設計的BlueNRG Mesh網路節點，還可以把現有的藍牙LE裝置變爲Mesh網路節點。 即插即用的BlueNRG裝置包括BlueNRG-Tile，這是一個直徑1吋的多感測器模組，其採用Arm Cortex-M0內核BlueNRG-232無線處理器，並整合一個低功耗加速度計陀螺儀模組、磁力計、飛行時間接近感測器、聲學感測器、壓力感測器以及一個溫濕感測器模組。

本文設想由影像傳輸所使用的鏡頭加入臉部辨識並結合大門門鎖進行控制，其他功能方面透過手機APP與門鎖裝置進行配合，使用者可於手機上與門前人員進行視訊、查閱通行紀錄、分享權限與使用手機進行開鎖動作，使用者不需要擔心透過手機開鎖的安全性，該功能是透過本文團隊研發的混沌加密技術所達成的動態且隨機的認證機制，能夠有效的防止盜竊者透過反覆嘗試來逐一破解密碼，因為密碼隨時都在變化。功能乃透過模組化的方式結合紅外線、超音波等感測器讓使用者能快速地擴充且應用在不同地方，而影像辨識功能採主動化偵測，若有可疑人士在門前逗留便會透過手機通知使用者，且使用者亦可透過APP隨時觀看門前的動態。 簡而言之，在科技進步與持續開發的物聯網推動中，將許多的感測器應用在人們的生活中例如車票買賣、智慧電網、網路影像監控等，在資料傳輸過程中除了近距離的無線傳輸，多方監控與遠距離傳輸都將會使用到網路，由於日常使用的網路線都是由業者建立，對於開發上便占有極大的優勢，近期由電信工會會員得知，電信行時下最常接獲由民眾或店家要求安裝網路監視器系統，但安裝的監視器只能作為影像監控。 本作品從此系統延伸，除了影像監控方面本系統也加入APP，透過影像辨識獲取的生物特徵進行大門解鎖功能，同時由硬體裝置將記錄上傳至雲端，使用者透過APP便能查閱紀錄，且亦可分享開門的權限給其他授權人，其開門的方式便是透過手機與門鎖裝置進行以混沌加密機制為基礎的連線解鎖功能，其加密方式是透過混沌亂數產生器與同步控制器將接收端與傳輸端產生的金鑰達成同步現象便能實現加解密的功能。 保全系統工作原理及功能 本作品以盛群晶片HT66F70A為主結合手機應用程式與Raspberry Pi模組，其功能如圖1所示。 圖1　主要功能圖 以保全系統為構想，將盛群晶片作為門鎖裝置，使用者可透過手機與晶片進行連線後，完成混沌加密運算功能便能將門鎖開啟，若門鎖未依正常方式開啟，應用在防盜功能上的感測器，如紅外線感測、振動開關感測模組等，將會通知晶片並透過Raspberry Pi的網路功能將開啟紀錄、影像傳輸至Firebase雲端資料庫與使用者的手機上，並且透過應用程式使用手機的通知功能，讓使用者立即收到門鎖遭到入侵的消息。 手機的視訊功能也能應用在收宅配或來拜訪的人員與使用者的溝通管道，由於一個家庭通常以兩個人以上為單位又或者公司通行的門閘處都是多人共用同一個鎖具，因此手機上還能夠將門鎖權限分享給不同的授權人，而通行紀錄也都將被回傳至資料庫提供擁有者查看。 MCU扮演核心角色 本系統應用到HT66F70A的功能如圖2所示。 圖2　HOLTEK MCU核心功能 使用晶片的睡眠模式執行節能的功用，並且透過計時計數器判斷閒置時間，若超過預設的閒置時間則將會進入睡眠模式節省電力耗損，透過晶片提供的輸入輸出腳位執行鍵盤功能的掃描式讀取提供使用者輸入密碼開鎖的應用與電子鎖具的開關控制，同時也提供喚醒按鈕、防盜感測的控制。由圖中所提出的手機解鎖功能如圖3所示。 圖3　手機解鎖功能 該功能目前以藍牙為傳輸資料的方式，但礙於HT66F70A晶片並沒有UART傳輸介面因此必須以軟體的方式透過晶片輸入腳位進行判斷，以藍牙訊號1個封包具有8個位元為基礎，單位時間內透過輸入晶片的訊號變化作為訊號的讀取接收方式各別將每一個位元接收，便能模擬一個UART串口功能。 當數值皆完成後便會進行混沌加密機制的解密功能，若成功解鎖晶片將會控制鎖具開啟，無論使用者透過哪一種方式進行解鎖，HT66F70A晶片都會將訊號藉由Raspberry Pi的網路功能將訊號傳送至雲端資料庫與使用者的手機中。 本系統鎖應用的混沌加密機制獲得專利認證，該專利主要保護混沌加密機制的同步控制方式，相較於特別之處本作品使用的同步控制方式稱為滑動模式並應用在同步控制器中，其應用的方式是透過同步參數將主僕兩端誤差收斂至0，若是設計不良的同步控制器則會造成混沌狀態發散產生無窮大的數值差距。 系統架構與晶片實作說明 本系統以網路監視器為主軸，延伸鎖具控制、加密技術、通行紀錄等等保全系統的概念作為功能擴充的方向，系統架構圖如圖4所示。 圖4　系統架構圖 該系統以盛群晶片為主，並以樹莓派的網路功能作為中繼站連接到手機與雲端資料庫。HT66F70A晶片具有休眠、計時計數、脈波控制等等功能。本系統利用計時計數器計算閒置時間是否達成，使用者只要一處碰到任何一個按鈕便會觸發另外一個中斷器將計時計數的變數重新設置，周邊元件方面，使用觸發感測器做為系統喚醒的按鈕，按鈕功能實作程式如圖5所示。 圖5　按鈕偵測程式段 以腳位F2控制LED燈亮滅為範例，偵測按鈕腳位G0若按下則亮燈，反之則滅燈，該範例應用到本喚醒功能只需要將亮燈程式替換成喚醒即可達成目的。 喚醒後可透過數字鍵輸入密碼來進行解鎖，然而每顆按鈕都需要消耗1個輸出輸入卓而言將會造成資源浪費與功能無法擴充，為了節省腳位被占用的數量，以矩陣鍵盤的方式透過7支腳位完成12個數字鍵按鈕的功能，實作方面透過一層層快速掃描的方式判斷使用者按下哪一顆按鈕(圖6)。 圖6　矩陣按鈕示意圖 圖6中將晶片輸入腳位連接至P0~4並且以飛快的速度進行輪流偵測，當使用者按下按鈕時，晶片便會偵測到腳位變化而進入程式圖7的判斷式中。 圖7　矩陣按鈕掃描程式段 程式中，透過副程式的方式呼叫keyBoard功能以for迴圈依序偵測圖7由上到下3列按鈕，並在各排進行判斷，假設使用者按下左上方的按鈕，則for迴圈執行到P6腳位提高準位輸出時，將會造成P0腳位準位上升，晶片便可透過此種方式進行使用者按下哪一鍵的判斷。 系統中還能透過使用者的APP進行解鎖，由於傳輸的介面為藍牙但HT66F70A晶片並不支援UART串口的服務，因此必須透過軟體的方式模擬該串口才能將藍牙收回的訊號轉換回數值。模擬的方式是透過藍牙傳輸的機制作為基礎，透過輸入訊號在單位時間內準位高低的變化，單位時間則由設定鮑率不同擇時間長短不同，程式範例如圖8。 圖8　模擬UART藍牙接收程式段 程式中透過INT0中斷器進行判斷，當中斷器觸發則會進入ISR功能執行暫存器的程式，圖7程式中首先設定傳輸位元的時脈大約等於0.5秒，在設定一個空的暫存空間後，透過這個單位時間進行迴圈執行的時間限制，進入while迴圈後透過與藍牙電路Tx腳位傳回準位高低變化給晶片的Rx腳位並且將0、1數值存入暫存空間後將記憶體左移等待下一個數值存入。由於藍牙傳輸的封包式以8個位元為一次通訊，當用來當作資料印入的8位元temp變數左移8次時，就會因為溢位使temp變數等於0而離開while迴圈結束單次的數值接收。 傳輸方式與接收方式略同只需將原本設定為暫存觸發才使用的程式改為副程式與腳位輸出等接腳替換後，便能將愈發送的數值傳入副程式中執行，系統中所應用到的UART功能圖如圖9所示。 圖9　UART應用功能 如圖9，由HT66F70A模擬的UART串口功能除了能夠用來傳送藍牙，也能應用在與樹莓派的傳輸窗口，系統原先愈想透過ESP系列的Wi-Fi模組進行網路功能，但影像辨識系統需透過具有多執行緒的系統進行判斷，因此將納入樹莓派晶片並且利用附有的網路功能進行傳輸。 網路監視器則由樹莓派架設虛擬IP，透過手機連線到對應位址完成影音傳輸功能，並且顯示在APP的監控頁面上。APP除了影像監控功能還具有、資料庫查詢、權限分享與開門功能，其開門功能所使用的混沌系統為一個透過混沌亂數產生器與同步控制器的加密機制，加密參數分布均勻且為動態金鑰隨時都在變更的方式保護資訊。使用者在應用上只需要事先將鎖具等產品歸屬於帳戶中，APP將會即時出現新登入的解鎖按鍵，透過按下該解鎖按鍵便能執行解鎖功能。 防盜功能以不同的感測器組合形成一個功能，本系統使用振動感測、三軸感測器、紅外線等模組進行實作，若門鎖遭到未正常的情況打開門則會觸發感測器，系統將透過網路傳送通知資訊到使用者的手機上，反之在正常情況下進行開鎖動作系統就會略過這些感測器產生的變化。 混沌加密演算法說明 混沌(渾沌)理論系統相關研究技術上由法國學者Jules Henri Poincaré開始，已具有數十年的相關歷史，技術的應用範圍相當廣泛，舉凡醫學、機器人、量子力學、生物學等等。 其中最熱門的技術就是在通訊系統的安全領域中，透過混沌隨機不可預測的參數進行資料加密便能達成高強度的保密功能，由於資訊加密進行傳輸後還需要解密還原，因此除了混沌的隨機參數還需要設計同步控制器將傳輸端與接收端的混沌參數進行同步功能，但同步功能實現後並不表示參數就失去不可預測的特性，同步功能在於雖然兩個不可預測的參數狀態不同，但透過引導的方式使僕端產生的參數收斂到與主端參數相同，也就達到動態誤差為0的需求，以密碼鎖為例如圖10所示。 圖10　密碼鎖示意圖 如圖10，密碼鎖開鎖用的密碼即是可以隨意調整，但是確定後鎖上實際卻是固定的數值，也就是所謂的固定金鑰。假如竊賊想要開鎖卻不知道密碼，只須從0000開始嘗試到9999逐一篩選的方式就能夠成功破解密碼並且打開，混沌加密機制就是將固定金鑰數值改為隨機產生，即使盜竊者從頭開始嘗試也無法破解，因為密碼隨時在改變，也就是動態金鑰相較於固態金鑰安全的差異。 由於混沌系統具有隨機、敏感、標度律等等特性，應用在加密功能上如魚得水，隨機的參數使人無法預測下一個數值為何，即使設計者也無法預先知道；透過對於極小的調整就會造成極大的改變的敏感性，使初始值不同但系統相同的產出截然不同，我們稱這個現象為「蝴蝶效應」。 混沌特性其中的標度律使本系統在未來量產時能夠將系統產出的數值侷限在一個單位中，也就是兩兩系統不相干涉，否則便會造成金鑰重疊的效應，混沌的特性中還有許多種，但本系統功能著重於加密理論透過上述3點便能完成極為安全的加密方式，因此其他特性在此不再贅述。 由於先前所提到的當鎖具與金鑰透過隨時改變提升安全性，但使用者想進行開鎖時便需要有一定的措施才能夠將鎖具與金鑰同時產生對應的參數，其設計方式下文將會介紹，透過該設計便能成功將系統同步，達成加解密功能的條件。 混沌狀態調變與同步控制器設計 為了增加破解的複雜性，同時也能增加混沌系統的狀態響應的多樣性，本作品加入調變參數，以設計具調變參數的超混沌Henon map系統，超混沌Henon map系統原式公式1 公式1 本計畫引入六個調變變數，用來動態原混沌狀態的振幅與直流位準(公式2)。 公式2 其中ai,i=1,2,3為調整振幅的參數，di  ,i=1,2,3為調整直流準位的參數，由公式2得出公式3。 公式3 由公式3帶入公式1，經過整理可得新的具調變的超混沌系統如公式4。                 公式4 由上述的推論，可完成具調變功能的超混沌系統，為了驗證可行性，使用MATLAB模擬，並設六個調變參數(a1=1、a2=5.2、a3=6、d1=0.1、d2=-0.5、d3=10)進行模擬，結果如圖11所示。 圖11　振幅與直流位準的調變圖 如圖11所示，左圖為調變前，右圖為調變後，由上至下振幅分別放大了1倍、5.2倍與6倍，而直流位準偏移了0.1、-0.5與10，由此可知，超混沌系統的振幅和直流位準調變可以依操作者喜好做調整，也證明上述的理論推導的正確性與可行性，接下來將討論同步控制器的設計，將系統分為主端與僕端，主端的系統如公式5。 公式5 僕端系統如下： 公式6 令動態誤差(公式7)為： 公式7 經上述式子，即可重新改寫主僕系統之誤差動態差分方程式如公式8。 公式8 欲使主僕混沌系統(5)(6)達到同步，必須要設計一個強健的同步控制器，本計畫使用的滑動模式轉換面設計如公式9。 公式9 假設s(k)=0(進入轉換面)，便能得到公式10。 公式10 將上述(10)式寫成矩陣形式(公式11)：   公式11 由上式可知，若將c1、c2選定為特定值，A的特徵根將會侷限於單位元中，i.e,|λ_i(A)|<1，則e2,e3=0，由(10)式可知e1=0，即可確保誤差收斂至零，轉換面的設計對於混沌同步來說相當重要，如果設計不好將會造成主僕兩者數值發散。為了確保系統能夠達到轉換面，控制器的設計如公式12。   公式12 令控制器為公式13： 公式13 由公式13代入公式12便可得公式14： 公式14 則如果令|α|<1，則代表lim(k→∞)⁡〖s(k)→0，而系統將順利進入滑動模式中，由上述步驟，完成混沌同步設計。以下用MATLAB示範同步結果如圖12~14，此模擬的振幅將調為3倍、5倍、6倍，而直流位準調至0.2、0.5與0.7。 由上述模擬結果，我們可以發現，不管是主端與僕端的波形與動態誤差，還是轉換面、控制器，與主僕端奇異吸子，都可達到同步和收斂。 圖12　主僕端同步響應圖 圖13　轉換面、控制器與動態誤差之同步響應 圖14　主僕端的奇異吸子 系統功能測試與環境說明 本系統主要測試功能逐項條列如下。 ．鍵盤輸入功能 ．鎖具控制開關控制 ．手機執行混沌解鎖功能 ．防盜感測器功能 ．歷史紀錄查閱功能 ．影像傳輸功能 ．影像辨識功能 鍵盤輸入功能測試方式為執行3乘4的矩陣鍵盤主要測試是否能夠偵測到每個按鍵，鎖具開關控制測試為確認晶片能過透過腳位觸發使鎖具開啟或關閉，手機解鎖功能為透過藍牙傳輸執行混沌加解密運算功能達成系統同步並解鎖。 防盜感測器則是透過目前暫定的3種不同感測器震動感測器、紅外線、三軸感測器各自完成觸發功能，歷史紀錄、影像傳輸、辨識功能皆是透過樹莓派的網路功能執行，其歷史紀錄內容包含使用者名稱、時間、鎖具名稱等資料，並且透過手機存取Firebase，將資料取出並顯示在手機上，影像傳輸則是直接透過網路顯示在監控頁面其中不再透過其他中繼資料庫。 作品測試需要有HT66F70A晶片、電子鎖具、3乘4矩陣鍵盤、Android手機、樹莓派、攝影鏡頭、紅外線感測器、震動感測器、三軸感測器。測試環境只需要將作品接上電源提供晶片5伏特電壓即可進行操作。 鍵盤、鎖具、防盜感測器等等逐項功能測試皆已完成，現階段只需要將各項功能匯集，並且處理功能合併後的問題例如中斷先後順序等，即可完成本系統。 另外，本系統研發之保全系統操作容易並且透過雲端資料庫功能提供使用者隨時查閱歷史通行紀錄與即時影像監控相當方便，系統本身除了延伸電信業常見的系統外還加入了物聯網概念將鎖具狀態上傳至雲端，讓使用者能夠即時監控。 (本文作者曾士哲、曹彥傑、周昱宏皆為樹德科技大學學生；指導老師為顏錦柱教授)

意法半導體(ST)的STM32WB50超值系列無線微控制器(MCU)是STM32WB55系統晶片完整且和腳位相容的延伸產品，其適用於需要支援Bluetooth 5.0、ZigBee 3.0或OpenThread標準之具成本考量的聯網裝置。該系列產品提供從藍牙5.0模式的100dB到802.15.4模式的104dB良好鏈路預算。 以Arm Cortex-M4內核心處理使用者應用程式，Cortex-M0+內核心執行包括射頻協議棧和安全功能的射頻子系統，STM32WB50是良好選擇。經由透過隔離射頻和應用，解決開發人員在保密和安全上的考量或即時應用限制等問題。 本產品兼具安全性和經濟性，晶片上整合AES-256加密模組以及其他基本安全功能，為應用提供強大的安全保障。該產品具有1MB的快閃記憶體和128KB RAM，並支援線上(Over-The-Air, OTA)更新射頻協定棧軟體。STM32WB50沿用STM32WB55的省電模式。 透過整合巴倫電路，STM32WB50可以節省物料清單成本並簡化PCB電路板規劃設計。此外，STM32WB50封裝還可讓使用最多兩層的PCB電路板進一步降低成本。 作為STM32WB55的一個完整的衍生產品，STM32WB50支援經過市場檢驗的STM32Cube生態系統。新產品還配備藍牙5.0、BLE Mesh、ZigBee 3.0或OpenThread認證協議棧和一個綜合工具包。協議棧免費發行，在STM32CubeWB MCU套裝軟體內；工具含有射頻性能評估專用工具STM32CubeMonRF和具有射頻協議棧安全燒錄等功能的STTM32CubeProg程式設計器。

瑞薩電子(Renesas)日前宣布推出一款具備Bluetooth5.0 32位元微控制器(MCU)─RX23W，適用於家用電器及醫療保健設備等IoT終端裝置。藉由將Bluetooth 5.0與瑞薩可信任安全IP(Trusted Secure IP, TSIP)結合在其高性能RX系列MCU上，為客戶提供用於系統控制和無線通訊的優化單晶片解決方案；同時還提供一種更安全的方式解決藍牙安全問題，例如竊聽、篡改和病毒。 瑞薩電子IoT平台事業部產品行銷副總裁Dayrl Khoo表示，雖然具有藍牙5.0低功耗功能的設備在市場上並非新產品，但瑞薩電子透過對安全性和隱私性的著重，為這種無所不在的無線技術帶來了新的轉折與價值。他亦表示，近來的安全問題讓該公司清楚瞭解，隨著更多的核心用例(Use Case)被定義，藍牙的應用也變得越來越複雜且迫切需要更好、更安全的連結。瑞薩相信那些配備藍牙5.0低功耗功能的應用，將可藉由在硬體安全方面的實力得到強化，並且這些全都是經由單一顆能處理應用程式、通訊、以及安全的MCU來實現。他很高興瑞薩能以可靠性及安全性均擁有良好口牌的旗艦RX系列來提供這些功能。 全新RX23W採用瑞薩RXv2核心，具有更好的FPU和DSP功能，可提供出色的運算效能，並在最大54MHz的時脈頻率下運作。RX23W可對長距離和網狀網路等功能提供完整的Bluetooth5.0低功耗支援，並達到3.0mA的低接收模式峰值功耗。並且，它還整合安全、觸控鍵、USB、與CAN等IoT設備不可或缺的豐富週邊功能，使得RX23W能夠在單一晶片上為家用電器、健康照護設備、以及運動和健身器材等IoT終端設備，實現系統控制與藍牙無線功能。此外，RX23W的藍牙網狀網路功能更讓它成為在工廠或建築物內收集感測器數據的IoT設備的選擇。

AI、邊緣運算技術快速蓬勃，為智慧家庭應用開啟創新大門，除了影音娛樂、照明控制、智慧家電等功能再上層樓外，包括居家監控、門鎖、廚衛用品、暖通空調、睡眠寢具等也都開始導入智慧化、聯網化設計；還有智慧音箱和AI語音助理大舉進駐智慧家庭。 顯而易見，智慧家庭的AI應用正快速擴散，而如何在嵌入式系統中實作語音辨識、機器學習與邊緣AI功能？以及如何運用藍牙、ZigBee、Wi-Fi等聯網技術無縫串連家中智慧裝置？將是家電產品與消費性電子製造商成功搶占智慧家庭AI應用商機的重要課題。 本活動邀請相關領域代表性業者與專家，深入探討智慧家庭AI技術與應用趨勢，並剖析產品設計開發對策。同時，活動中也揭曉由經濟部工業局主辦的家電產品設計競賽得獎名單，並舉辦頒獎活動，鼓勵青年學子投入智慧家電研發並厚植相關領域能量，提升家電產業產品附加價值。 家電設計發揮創意 今年獲獎的設計分別為釀造機、環境降溫爐架、補蚊器、居家無塵室除菌機。獲得金獎的「釀相」保留傳統製麴工法，運用現代科技製作發酵食物，溫濕度調控系統的設置確保其環境適合讓麴生長；並內建藍牙讓裝置可與手機聯結，操作與紀錄關於自釀的大小事。銀獎「涼盛吉食」為針對廚房高溫與油煙設計的環境降溫爐架。為解決火爐之熱輻射直射使用者的問題，「涼盛吉食」替換了現有的爐架，使用白色、亮面的絕熱陶瓷將火源關住，讓熱輻射不再直射出來，並提高爐火的能源效率，更能降低瓦斯的使用量。 獲得銅獎的「合拍」是個有電蚊拍、循環扇和捕蚊燈功能的組合家電，電蚊拍平時吸附在循環扇上，成為吸入式電擊捕蚊燈，也可拆開一分為二，成為電蚊拍、循環扇單獨使用。佳作的居家無塵室除菌機，將無塵室的概念帶入居家，利用臭氧的功效，使家人回到家中能進行簡單快速的全身潔淨，清除細菌和沾染的煙味異味。 家電服務導入AI改善使用者體驗 多年前資通訊產業就看好科技產品在家庭應用的潛力，從數位家庭到智慧家庭，大同家電電子事業部課長傅郁翔(圖1)指出，過去數位家庭是以控制主機如PC、電視或網路閘道器為中心，再對家電進行控制。而現在智慧家庭的概念則是以雲端平台為中心，使用無線網路技術將家電、安防/監控裝置、感測節點等串連起來，透過雲端服務進行產品的控制與管理，安裝與整合彈性較高。也導入AI提升影音品質、整合應用強化生活管理並利用科技降低料理門檻。 圖1　大同家電電子事業部課長傅郁翔指出，智慧家庭的概念是以雲端平台為中心，透過雲端服務進行產品控制與管理。 在智慧家庭發展趨勢部分，傅郁翔表示，未來將發展更多元的操控介面，如語音控制、手機App與穿戴裝置等，多雲串聯將促使服務更加豐富，智慧產品除白色家電之外，燈光、門禁、監控都是。而雲端服務也可蒐集產品使用訊息，大同便以此發展一套產品改善系統，透過主被動蒐集而來的資料，進行分析並提出改善建議。 家用無線網路多協議支援為趨勢 網路身為智慧家庭的連接骨幹，在過去控制主機的架構下，網路架構技術種類較單一，以多點式的星狀網路(Star Network)為主；現今智慧家庭則進化為無明顯主從的網狀網路(Mesh Network)架構，芯科科技(Silicon Labs)資深應用工程師黃金評(圖2)解釋，網狀網路有幾項優勢，包括：延伸網路距離、降低功耗、擴增系統規模、提供最佳響應能力等。現在家庭中網路環境越來越複雜，主要的短距無線技術有：藍牙(Bluetooth)、Wi-Fi、ZigBee、Thread、Z-Wave等。 圖2　芯科科技資深應用工程師黃金評解釋，在智慧家庭的應用中，互連互通是消費者非常重視的功能。 面對混合式的無線/有線網路環境，Silicon Labs近年積極投入發展多協定支援技術，黃金評提出，根據產業研究機構調查，在智慧家庭的應用中，互連互通是消費者非常重視的主要功能。該公司的Mighty Gecko無線微控制器，就支援了Zigbee、Thread和藍牙網狀網路應用，包括聯網照明、網關、語音助理和智慧電表。採用80MHz ARM Cortex-M33核心，專用安全核心可支援快速加密、安全啟動加載以及調試訪問控制。EFR32MG21可提供RF鏈路，以確保可靠的通信。並可使用開發套件、SDK、行動應用程序和Silicon Labs的網路分析器縮短產品上市時間。 另外，Z-Wave也是一種短距離的傳輸技術，和ZigBee一樣基於無線射頻，屬於硬體架構跟協定上的技術，功耗遠低於Wi-Fi跟藍牙，在智慧家庭的應用領域占有一定優勢。黃金評解釋，該技術運作在sub-GHz的低頻段，支援網狀網路架構，在互連互通功能上，該技術支援裝置與命令溝通，並且需要送認證確保裝置的互通性，同時支援向下相容與隨插即用。 善用AI強化技術/產品競爭力 IoT與AI是當今科技產業發展的兩大顯學，釩創科技顧問高達人(圖3)說，AIoT就是兩者的結合，AI無所不在會影響工作與生活，但AI只是一種工具，如何善加應用AI帶來的便利性，以強化產品與技術的深度，而現在全球的科技巨擘，臉書(Facebook)、蘋果(Apple)、亞馬遜(Amazon)、谷歌(Google)、Netflix等，都是善用最新技術的公司，科技產業很多層面的競爭已經沒有國界的限制，將自己的專長做到最好才是真正的競爭力。 圖3　釩創科技顧問高達人說，AI無所不在會影響工作與生活，但AI只是一種工具，善用AI帶來的便利才是重點。 AI應用會滲透到各個領域與層面，不過在智慧醫療、機器人、智慧眼鏡、智慧工廠、智慧家庭/智慧家電、智慧照明、智慧照護等則是較為熱門的領域。對所有廠商而言，導入AI是否成功，高達人認為，最重要的原則就是：AI功能是否簡單易用。面對AI帶來的機會與挑戰，台灣過去幾十年發展資通訊硬體製造的經驗，就是最好的資本，前述AI大廠會不斷發掘AI商機，台灣廠商則是要依著自己的強項找尋立基點，創造與大廠合作的機會。 AIoT將在智慧家庭發揮重大影響 AI未來與智慧家庭的結合肯定會帶來重大影響，資策會數位轉型研究所董一志(圖4)博士表示，在智慧家庭的AI與IoT應用中，三個基礎分別為AI、Big Data與Cloud Computing。在AIoT的趨勢之下，無論是公共建設的推廣還是消費電子產品的問世，廠商必須去思考人們真正的需求為何。而家庭中，燈是最普遍、入門的裝置之一，業界具影響力人士預測，智慧照明會是帶動智慧家庭的基礎應用與架構之一，家居產品/服務大廠也推出可聯結Apple HomeKit、Amazon Echo與Google Home平台的燈泡。 圖4　資策會數位轉型研究所董一志博士表示，在家庭網路應用中，透過深度學習演算法，讓雲端與邊緣裝置協同合作。 而在前瞻創意的應用部分，董一志指出，國外已經出現結合語音助理與無人機的產品，可以自由在室內空間移動，配合人們在家裡各個空間的活動，再回到固定的充電位置；另外，智慧化的家庭網路，透過軟硬體技術，將家用網路聯結優化/最佳化，整合有/無線網路，設定最佳的網路路徑選擇；在家庭網路應用中，透過深度學習演算法，讓雲端與邊緣裝置協同合作；深度神經網路(Deep Neural Network, DNN)近期也應用在網路攝影機上，強化人臉辨識為主的影像辨識功能，讓傳統的家用網路設備增加保全、照護等新功能。

u-blox宣布，該公司的藍牙低功耗模組NINA-B1已被瑞典的建築工地管理設備和服務供應商AddMobile選用，作為其短距離設備追蹤信標產品AddTrackers的基礎。此服務是該公司AddMobile Toolbox平台的最新增強功能，可為任何需要追蹤的工具或設備增加無線電信標。 AddMobile Toolbox 可協助工地主任管理流動性的施工通知、記錄車隊里程數、確保工地門禁安全、登記工作人員的進出情況，以及處理車隊管理和設備安全的相關事宜。此平台採用多種硬體來實現這些聯網建築工地(Connected Construction Site)服務，包括具有藍牙低功耗和蜂巢式連接性的固定集線器和門禁控制單元、RFID讀取器，以及內建全球導航衛星系統(GNSS)、藍牙低功耗及蜂巢式連接功能的行動集線器。 除了NINA-B1之外，AddMobile Toolbox還採用了u-blox的GSM/GPRS蜂巢式模組SARA-G3以及u-blox MAX-M8 GNSS模組系列。 AddMobile業務開發經理Bo Lyvall表示，AddTracker信標和集線器是透過結合GNSS定位、蜂巢式連接和藍牙低功耗短距離無線電介面來實現的。u-blox能為我們的解決方案提供這三項關鍵技術，並在馬爾默(Malmö)地區提供良好的在地支援。 在使用上，配置著信標的工具和設備能與適當配備的智慧型手機或其他的AddMobile硬體基礎架構通訊。當其中一個裝置收到資產的訊號時，資產的唯一ID和GNSS座標會發送到AddMobile的雲端平台，然後可以向管理人員顯示資產的影像以及它在地圖上的位置、列出設備的特性，並顯示其預定的維修時程。 追蹤器並不一定是靜態的。在某個使用案例中，可將行動集線器安裝在車輛上，而此集線器包含了GSM連接、GNSS定位、以及在行李區中的藍牙低功耗介面。放在工地現場的工具可以透過靜態集線器來追蹤，並在它們被放入公司貨車，帶到場外使用時繼續追蹤。這意味著，安排場外工作的員工可以知道所有行動人員的位置，以及他們是否有合適的工具來完成每項任務。 此外，u-blox優異的產品的成本效益以及其互通性藍牙低功耗技術的龐大安裝基礎，對AddMobile而言，深具吸引力。展望未來，AddMobile和u-blox之間的合作可望擴展到使用較長距離的藍牙衍生技術，以進一步降低在大型和複雜工地上資產追蹤的成本，並共同探索如何適當地把蜂巢式技術應用到資產追蹤上。  

能早期發現馬達異常徵狀的馬達監診技術，可為製造業者創造極大的價值，並促使許多馬達設備供應商在自家新型馬達產品中內建相關感測器。不過，已經在線上運作的舊款馬達，或是單價較低的低壓馬達，多半還沒有安裝這類感測器，成為馬達監診的一大盲點。有鑑於此，艾波比(ABB)開發出專為馬達監診而設計的外掛式監控模組，以便讓製造業者進一步擴大馬達監診的涵蓋範圍。 艾波比運動控制事業部資深行銷專員陳思瑤表示，馬達是讓工廠生產線「動起來」最主要的核心設備，不管是輸送帶、機械手臂甚至是氣體、液體的輸送，都離不開馬達。因此，萬一馬達無預警故障，將對製造業者造成很大的損失，進而促使許多馬達製造商在開發新產品時，都將馬達監診列為標準配備，特別是高電壓、馬力輸出大的大型馬達，幾乎都已經內建馬達監診所需的感測器。 不過，已經在產線上運作多年的舊款馬達，或是單價比較低廉的低壓馬達，不是沒有內建相關感測器，就是因為成本考量而沒有加裝，形成馬達監診的死角。相較於大型馬達，低壓馬達的數量龐大，因此，如果要在低壓馬達上布建感測器，除了感測器本身的價格要合理之外，安裝施工的成本，也是製造業者評估是否要將馬達監診系統的涵蓋範圍擴及低壓馬達的重點。 考慮到上述因素，艾波比針對低壓馬達的監診，設計出一款支援振動、溫度、噪音、磁場感測功能的多合一藍牙感測模組。安裝者只要將感測器安裝在馬達外殼的中央，並確定馬達的軸心正對感測器的中央線，感測模組就可以收集到相關數據，並將資料傳送到後台進行分析。而且該感測器模組不僅適用於ABB自家的馬達，其他廠牌的馬達也可以支援。 針對未內建馬達監診所需感測器的舊款馬達跟低壓馬達，艾波比推出了容易安裝且可支援跨廠牌馬達設備的多合一藍牙感測模組。 陳思瑤進一步指出，模組將資料傳送到後台後，該公司還可進一步提供基於機器學習(ML)的馬達狀態分析工具，讓製造業者可以很快地掌握馬達的健康狀況。事實上，艾波比雖然是以機器手臂跟電力設備聞名，但在馬達相關市場上已經耕耘了120年，因此累積了許多跟馬達運作有關的資料跟經驗。藉由機器學習，艾波比將這些經驗轉化成馬達監診的專家系統，讓更多馬達使用者得以更快速地導入馬達監診系統。  

IoTize的TapNLink藍牙與NFC通訊系列產品，現透過電子元件經銷商Digi-Key Electronics銷售至全球客戶。依據新簽署的經銷協議，Digi-Key將轉售IoTize的一系列產品。IoTize是設計暨製造商，針對微控制器架構嵌入式系統提供隨插即用無線連線解決方案。 採用TapNLink產品，使用者在不具備無線連線能力的MCU應用中，只須加入2個GPIO引腳，就能新增連線功能，而不必修改該應用的原始韌體。此方式是一個著手點，能讓公司將其無線整合專案快速追隨客戶改變的期望。TapNLink可將設計工作量及風險減至十分之一，加速智慧型手機的產品設定與監控介面的上巿時間。 IoTize總裁Francis Lamotte表示，IoTize與 Digi-Key的合作關係對TapNLink立即觸及各類型的客戶十分關鍵，包括全球的跨國公司、中小企業與業餘愛好者。Digi-Key能最佳化產品與設計資源的線上能見度，以及產品交付給客戶的速度與成本。 受惠於立即提供的無線連線能力之應用包含工廠控制與監測機器、纜線更換、點對點資料傳輸、建築自動化、自動化照明系統，以及庫存與追蹤系統。 Digi-Key物聯網業務開發部門主任Robbie Paul表示，Digi-Key很高興宣佈將與IoTize攜手合作，為全球客戶群提供該公司的隨插即用產品。IoTize的TapNLink產品系列可將藍牙與NFC通訊功能加至現有的MCU，幫助客戶推出適用任何專案的可設定解決方案，這樣的策略聯盟關係將會持續。